使用語言整合查詢 (LINQ) 以 C# 撰寫查詢的教學指南

2025-04-08

在本教學課程中，您會建立數據源，並撰寫數個 LINQ 查詢。您可以實驗查詢表達式，並查看結果的差異。本逐步解說示範用來撰寫 LINQ 查詢表達式的 C# 語言功能。您可以跟著做，並自行建置應用程式並實驗查詢。本文假設您已安裝最新的 .NET SDK。如果沒有，請移至 [.NET 下載] 頁面，並在您的計算機上安裝最新版本。

首先，建立應用程式。從主控台輸入下列命令：

dotnet new console -o WalkthroughWritingLinqQueries

或者，如果您想要 Visual Studio，請建立名為 WalkthroughWritingLinqQueries 的新控制台應用程式。

建立記憶體內部數據源

第一個步驟是建立查詢的數據源。查詢的數據源是簡單的記錄清單 Student 。每個 Student 記錄都有名字、系列名稱和整數數位，代表其在類別中的測試分數。新增名為 students.cs 的新檔案，並將下列程式代碼複製到該檔案：

namespace WalkthroughWritingLinqQueries;

public record Student(string First, string Last, int ID, int[] Scores);

請注意下列特性：

記錄 Student 是由自動實作的屬性所組成。
清單中的每個學生都會使用主要建構函式初始化。
每個學生的分數序列會以主要建構函式初始化。

接下來，建立一連串 Student 記錄，做為此查詢的來源。開啟 Program.cs，並移除下列未定案程序代碼：

// See https://aka.ms/new-console-template for more information
Console.WriteLine("Hello, World!");

將它替換為以下程式代碼，以建立 Student 記錄的序列：

using WalkthroughWritingLinqQueries;

// Create a data source by using a collection initializer.
IEnumerable<Student> students =
[
    new Student(First: "Svetlana", Last: "Omelchenko", ID: 111, Scores: [97, 92, 81, 60]),
    new Student(First: "Claire",   Last: "O'Donnell",  ID: 112, Scores: [75, 84, 91, 39]),
    new Student(First: "Sven",     Last: "Mortensen",  ID: 113, Scores: [88, 94, 65, 91]),
    new Student(First: "Cesar",    Last: "Garcia",     ID: 114, Scores: [97, 89, 85, 82]),
    new Student(First: "Debra",    Last: "Garcia",     ID: 115, Scores: [35, 72, 91, 70]),
    new Student(First: "Fadi",     Last: "Fakhouri",   ID: 116, Scores: [99, 86, 90, 94]),
    new Student(First: "Hanying",  Last: "Feng",       ID: 117, Scores: [93, 92, 80, 87]),
    new Student(First: "Hugo",     Last: "Garcia",     ID: 118, Scores: [92, 90, 83, 78]),

    new Student("Lance",   "Tucker",      119, [68, 79, 88, 92]),
    new Student("Terry",   "Adams",       120, [99, 82, 81, 79]),
    new Student("Eugene",  "Zabokritski", 121, [96, 85, 91, 60]),
    new Student("Michael", "Tucker",      122, [94, 92, 91, 91])
];

學生序列會使用集合表示式初始化。
記錄 Student 類型會保存所有學生的靜態清單。
某些建構函式呼叫會使用具名自變數來釐清哪些自變數符合哪個建構函式參數。

請嘗試將更多具有不同測試分數的學生新增至學生清單，以更熟悉到目前為止的程序代碼。

建立查詢

接下來，您會建立第一個查詢。當您執行查詢時，會產生第一次測試分數大於90的所有學生清單。因為已選取整個 Student 物件，因此查詢的類型為 IEnumerable<Student>。雖然程序代碼也可以使用 var 關鍵詞來使用隱含類型，但明確輸入是用來清楚說明結果。（如需有關 var 的詳細資訊，請參閱隱含型別區域變數。）在建立學生序列的程式碼之後，將下列程式碼新增至 Program.cs：

// Create the query.
// The first line could also be written as "var studentQuery ="
IEnumerable<Student> studentQuery =
    from student in students
    where student.Scores[0] > 90
    select student;

查詢的範圍變數 student會做為來源中每個 Student 變數的參考，為每個物件提供成員存取權。

執行查詢

現在撰寫迴圈 foreach ，讓查詢執行。傳回序列中的每個項目都會透過迴圈中的 foreach 反覆專案變數來存取。這個變數的類型為 Student，且查詢變數的類型相容， IEnumerable<Student>。新增下列程式代碼之後，請建置並執行應用程式，以查看 主控台 視窗中的結果。

// Execute the query.
// var could be used here also.
foreach (Student student in studentQuery)
{
    Console.WriteLine($"{student.Last}, {student.First}");
}

// Output:
// Omelchenko, Svetlana
// Garcia, Cesar
// Fakhouri, Fadi
// Feng, Hanying
// Garcia, Hugo
// Adams, Terry
// Zabokritski, Eugene
// Tucker, Michael

若要進一步精簡查詢，您可以在子句中 where 結合多個布爾條件。下列程式代碼會新增條件，讓查詢傳回第一個分數超過 90 且最後一個分數小於 80 的學生。子 where 句應該類似下列程式碼。

where student.Scores[0] > 90 && student.Scores[3] < 80

請嘗試上述 where 子句，或自行試驗其他篩選條件。如需詳細資訊，請參閱 where 子句。

排序查詢結果

結果如果依某種順序排列，會更容易掃描。您可以依來源元素中的任何可存取欄位來排序傳回的序列。例如，下列 orderby 子句會根據每個學生的姓氏，依字母順序從 A 到 Z 排序結果。請將下列 orderby 子句新增至查詢，緊接在 where 語句之後，並在 select 語句之前：

orderby student.Last ascending

現在，請變更 orderby 子句，使其根據第一次測試的分數，依反向順序排序結果，從最高分數到最低分數。

orderby student.Scores[0] descending

WriteLine變更格式字串，以便您可以看到分數：

Console.WriteLine($"{student.Last}, {student.First} {student.Scores[0]}");

如需詳細資訊，請參閱排序子句。

將結果分組

群組是查詢表達式的強大功能。具有 group 子句的查詢會產生一連串的群組，而每個群組本身都包含 Key ，以及包含該群組所有成員的序列。下列新查詢會使用姓氏的第一個字母作為索引鍵，將學生分組。

IEnumerable<IGrouping<char, Student>> studentQuery =
    from student in students
    group student by student.Last[0];

查詢的類型已變更。它現在會產生一連串的群組，將 char 類型視為鍵，還有一連串的 Student 物件。執行循環中的 foreach 程式碼也必須變更：

foreach (IGrouping<char, Student> studentGroup in studentQuery)
{
    Console.WriteLine(studentGroup.Key);
    foreach (Student student in studentGroup)
    {
        Console.WriteLine($"   {student.Last}, {student.First}");
    }
}
// Output:
// O
//   Omelchenko, Svetlana
//   O'Donnell, Claire
// M
//   Mortensen, Sven
// G
//   Garcia, Cesar
//   Garcia, Debra
//   Garcia, Hugo
// F
//   Fakhouri, Fadi
//   Feng, Hanying
// T
//   Tucker, Lance
//   Tucker, Michael
// A
//   Adams, Terry
// Z
//   Zabokritski, Eugene

執行應用程式，並在 主控台 視窗中檢視結果。如需詳細資訊，請參閱組別子句。

明確地進行IEnumerablesIGroupings的編碼很快就會變得乏味。使用 var更方便地撰寫相同的查詢和foreach迴圈。關鍵詞 var 不會變更物件的類型;它只會指示編譯程式推斷類型。將和 studentQuery 反覆運算變數 group 的類型變更為 var ，然後重新執行查詢。在內部 foreach 迴圈中，反覆專案變數仍會輸入為 Student，而查詢的運作方式與之前相同。將 student 反覆專案變數變更為 var ，然後再次執行查詢。您會看到您得到完全相同的結果。

IEnumerable<IGrouping<char, Student>> studentQuery =
    from student in students
    group student by student.Last[0];

foreach (IGrouping<char, Student> studentGroup in studentQuery)
{
    Console.WriteLine(studentGroup.Key);
    foreach (Student student in studentGroup)
    {
        Console.WriteLine($"   {student.Last}, {student.First}");
    }
}

如需 var 的詳細資訊，請參閱隱含型別局部變數。

依其索引鍵值排序群組

上一個查詢中的群組不是依字母順序排列。您可以在group子句之後提供orderby子句。但是若要使用 orderby 子句，您必須先有一個標識符，作為 group 子句所建立群組的參考。您可以使用關鍵字來提供識別碼 into ，如下所示：

var studentQuery4 =
    from student in students
    group student by student.Last[0] into studentGroup
    orderby studentGroup.Key
    select studentGroup;

foreach (var groupOfStudents in studentQuery4)
{
    Console.WriteLine(groupOfStudents.Key);
    foreach (var student in groupOfStudents)
    {
        Console.WriteLine($"   {student.Last}, {student.First}");
    }
}

// Output:
//A
//   Adams, Terry
//F
//   Fakhouri, Fadi
//   Feng, Hanying
//G
//   Garcia, Cesar
//   Garcia, Debra
//   Garcia, Hugo
//M
//   Mortensen, Sven
//O
//   Omelchenko, Svetlana
//   O'Donnell, Claire
//T
//   Tucker, Lance
//   Tucker, Michael
//Z
//   Zabokritski, Eugene

執行此查詢，而且群組現在會依字母順序排序。

您可以使用 let 關鍵詞來介紹查詢表達式中任何表達式結果的標識碼。此標識符可能很方便，如下列範例所示。它也可以藉由儲存表達式的結果來增強效能，因此不需要多次計算。

// This query returns those students whose
// first test score was higher than their
// average score.
var studentQuery5 =
    from student in students
    let totalScore = student.Scores[0] + student.Scores[1] +
        student.Scores[2] + student.Scores[3]
    where totalScore / 4 < student.Scores[0]
    select $"{student.Last}, {student.First}";

foreach (string s in studentQuery5)
{
    Console.WriteLine(s);
}

// Output:
// Omelchenko, Svetlana
// O'Donnell, Claire
// Mortensen, Sven
// Garcia, Cesar
// Fakhouri, Fadi
// Feng, Hanying
// Garcia, Hugo
// Adams, Terry
// Zabokritski, Eugene
// Tucker, Michael

如需詳細資訊，請參閱有關條款的文章let。

在查詢表達式中使用方法語法

如 LINQ 中的查詢語法和方法語法中所述，某些查詢作業只能使用方法語法來表示。下列程式代碼會計算來源序列中每個 Student 的總分數，然後在該查詢的結果上呼叫 Average() 方法，以計算類別的平均分數。

var studentQuery =
    from student in students
    let totalScore = student.Scores[0] + student.Scores[1] +
        student.Scores[2] + student.Scores[3]
    select totalScore;

double averageScore = studentQuery.Average();
Console.WriteLine($"Class average score = {averageScore}");

// Output:
// Class average score = 334.166666666667

在 select 子句中進行轉換或投影

查詢通常會產生與來源序列中元素不同的序列。刪除或批注化您先前的查詢和執行迴圈，並將它取代為下列程序代碼。查詢會傳回一連串字串（而非 Students），而這個事實會反映在迴圈中 foreach 。

IEnumerable<string> studentQuery =
    from student in students
    where student.Last == "Garcia"
    select student.First;

Console.WriteLine("The Garcias in the class are:");
foreach (string s in studentQuery)
{
    Console.WriteLine(s);
}

// Output:
// The Garcias in the class are:
// Cesar
// Debra
// Hugo

本逐步解說稍早的程式代碼表示平均類別分數約為 334。若要產生其總分數大於類別平均值的 Students 序列，以及它們的 Student ID，您可以在語句中使用 select 匿名型別：

var aboveAverageQuery =
    from student in students
    let x = student.Scores[0] + student.Scores[1] +
        student.Scores[2] + student.Scores[3]
    where x > averageScore
    select new { id = student.ID, score = x };

foreach (var item in aboveAverageQuery)
{
    Console.WriteLine("Student ID: {0}, Score: {1}", item.id, item.score);
}

// Output:
// Student ID: 113, Score: 338
// Student ID: 114, Score: 353
// Student ID: 116, Score: 369
// Student ID: 117, Score: 352
// Student ID: 118, Score: 343
// Student ID: 120, Score: 341
// Student ID: 122, Score: 368